Organică: structura și clasificarea compușilor

Izomeria optică: carbon asimetric, enantiomeri, amestec racemic

Cum recunoști atomul de carbon asimetric, ce sunt enantiomerii și amestecul racemic și cum numeri atomii de carbon asimetric din compușii din programă.

  • 18 min
  • La BAC: I.A · II.C · III.F
  • Verificat pe bareme
Ilustrație: Izomeria optică: carbon asimetric, enantiomeri, amestec racemic
Ilustrație generată pentru ZECE (artistică, nu o planșă științifică: pentru detalii exacte vezi schemele din lecție).

ții minte doar fișa asta și ești acoperit

Fișa de aur

  1. 01

    Carbon asimetric = legat de patru substituenți diferiți; se notează C*.

    Truc: Patru de culori diferite, nu două la fel.

  2. 02

    Un compus cu un carbon asimetric are doi enantiomeri: imagini în oglindă, neidentice, cu aceleași proprietăți fizice, rotație optică opusă.

  3. 03

    Amestec racemic = 1 : 1 din cei doi enantiomeri; inactiv optic.

  4. 04

    Au carbon asimetric: 2-butanol, 2-bromopentan, alanina, lisina, acidul lactic, zaharoza, glucoza (catena deschisă, 4 C). Nu au: glicina*, metanolul, etanolul, glicerolul.

  5. 05

    Cum cauți: un C cu H și încă trei grupe diferite; CH₃, CH₂ și =C nu pot fi asimetrici.

1 din 5

Pe scurt

2 minesențialul, de recitit oricând

Culorile din lecție:termencifră, datăidee-cheie

  • Atom de carbon asimetric = 4 substituenți diferiți (C*).
  • Enantiomeri = imagini în oglindă, nesuprapuse; aceleași proprietăți fizice, rotație optică opusă.
  • Amestec racemic = enantiomeri 1 : 1, inactiv optic.
  • Compuși cu C*: 2-butanol, alanina, acidul lactic, lisina, zaharoza, glucoza, fructoza.
  • Fără C*: glicina, metanolul, etanolul, glicerolul, acidul acetic.

Atomul de carbon asimetric

6 min

Un carbon este asimetric dacă este hibridizat sp³ (4 legături simple) și cei patru substituenți sunt diferiți. Se verifică pe rând: H, grupa funcțională, apoi cele două catene.

2-butanol CH₃–CH(OH)–CH₂–CH₃
Carbonul verificat
C2
Substituenți
H, OH, CH₃, C₂H₅
Asimetric?
da
2-bromopentan CH₃–CHBr–CH₂–CH₂–CH₃
Carbonul verificat
C2
Substituenți
H, Br, CH₃, C₃H₇
Asimetric?
da
Alanina H₂N–CH(CH₃)–COOH
Carbonul verificat
Cα
Substituenți
H, NH₂, CH₃, COOH
Asimetric?
da
Glicina H₂N–CH₂–COOH
Carbonul verificat
Cα
Substituenți
H, H, NH₂, COOH
Asimetric?
nu
Acid lactic CH₃–CH(OH)–COOH
Carbonul verificat
C2
Substituenți
H, OH, CH₃, COOH
Asimetric?
da
3-bromopentan CH₃–CH₂–CHBr–CH₂–CH₃
Carbonul verificat
C3
Substituenți
H, Br, C₂H₅, C₂H₅
Asimetric?
nu
1 / 6

Patru substituenți diferiți, sau nu

Alanina: H, NH₂, CH₃, COOH, toți diferiți. Glicina are doi H, evidențiați, deci nu are carbon asimetric.

Enantiomeri și amestec racemic

5 min 3 întrebări la final

Un compus cu un carbon asimetric există sub forma a doi enantiomeri. Au aceleași proprietăți fizice și chimice (în afara mediilor chirale) și rotesc planul luminii polarizate cu același unghi, în sens opus. Amestecul racemic conține cantități egale de enantiomeri și nu rotește lumina.

Doi enantiomeri, față în față

oglindăC*HCH₃H₂NCOOHC*HCH₃H₂NCOOH
Imagini în oglindă, nesuprapuse. Legătura evidențiată vine spre tine, cea punctată merge în spate.

La compușii cu mai mulți atomi de carbon asimetrici (zaharide) numărul de stereoizomeri crește: glucoza cu catenă deschisă, cu 4 atomi asimetrici, are 2⁴ = 16 stereoizomeri; fructoza, cu 3, are 2³ = 8. Programa cere doar identificarea atomilor asimetrici și noțiunile de enantiomer și racemic.

Câți atomi de carbon asimetrici are glucoza în forma cu catenă deschisă?

Câți C asimetrici are fructoza cu catenă deschisă?

Ce este amestecul racemic?

Ce se cere la BAC

3 mincum apare la examen

Greșeli care costă puncte

1 mincapcanele de evitat

  • Consideri asimetric un carbon cu doi substituenți identici (3-bromopentan).
  • Spui că glicina are carbon asimetric.
  • Crezi că enantiomerii diferă prin temperatura de topire.
  • Spui că racemicul rotește planul luminii polarizate.

Termeni-cheie

Atom de carbon asimetric (centru chiral)
Atom de carbon legat de patru substituenți diferiți; se marchează cu asterisc: C*.
Enantiomeri
Doi izomeri optici care sunt imagini în oglindă una față de cealaltă și nu se pot suprapune; au aceleași proprietăți fizice, dar rotesc planul luminii polarizate în sens opus.
Amestec racemic
Amestec echimolecular (1 : 1) de enantiomeri; este optic inactiv.
Activitate optică
Proprietatea unei substanțe de a roti planul luminii polarizate; o au substanțele cu centru chiral (un singur enantiomer).
Substituent diferit
Atom sau grupă de atomi care diferă de ceilalți trei de la același atom de carbon (inclusiv catene diferite).

Notițele mele

Salvat local

Surse